Farbkalibrierung

Eine umfassende Farbraumkorrektur, Weißabgleichanpassung und Kanalmixer-Modul.

Dieses einfache, doch mächtige Modul kann auf folgende Arten genutzt werden:

• To adjust the white balance (chromatic adaptation), working in tandem with the white balance module. Here, the white balance module makes some initial adjustments (required for the demosaic module to work effectively), and the color calibration module then calculates a more perceptually-accurate white balance after the input color profile has been applied.

• As a simple RGB channel mixer, adjusting the R, G and B output channels based on the R, G and B input channels, to perform cross-talk color-grading.

• To adjust the color saturation and brightness of the image, based on the relative strength of the R, G and B channels of each pixel.

• To produce a grayscale output based on the relative strengths of the R, G and B channels, in a way similar to the response of black and white film to a light spectrum.

• To improve the color accuracy of the input color profile using a color checker chart.

Weißabgleich im Register “Chromatische Adaptionstransformation” (CAT)

Chromatische Adaption versucht vorauszusagen, wie Oberflächen in der Szene aussehen würden, wenn sie mit einem anderen Leuchtkörper beleuchtet worden wären. Um alle Farben der Szene dem Wechsel des Leuchtkörpers anzugleichen, wollen wir jedoch eigentlich voraussagen, wie diese Flächen ausgesehen hätten, wenn sie mit dem gleichen Leuchtkörper wie unser Anzeigemonitor beleuchtet wären. Weißabgleich andererseits zielt nur darauf ab, dass Weiß und Grau wirklich neutral sind (R = G = B) und ignoriert den restlichen Farbraum. Weißabgleich ist deshalb nur eine partielle chromatische Adaption.

Chromatische Adaption wird innerhalb des Registers “Chromatische Adaptionstransformation” (CAT) des Moduls Farbkalibrierung eingestellt. Falls so gebraucht, ist das Modul Weißabgleich immer noch nötig, da es die einfachen Weißabgleichoperationen ausführt (in Verbingung mit den Werten des Eingabefarbprofils). Dieser technische Weißabgleich (Modus “Kamera-Referenzpunkt”) ist eine einfache Einstellung, die Grautöne, beleuchtet mit einem Standard-D65-Leuchtkörper, achromatisch erscheinen lässt. Dies macht die Entrasterung genauer, aber es erfolgt keine wahrnehmende Adaptierung an die Szene. Die wirkliche chromatische Adaption erfolgt dann im Modul Farbkalibrierung nach den Korrekturen in den Modulen Weißabgleich und Eingabefarbprofil. Von der Nutzung eigener Farbmatrizen im Modul Eingabefarbprofil wird daher abgeraten. Damit dieses Modul vorhersehbar arbeitet, müssen ferner die RGB-Koeffizienten im Modul Weißabgleich genau sein.

Die Module Farbkalibrierung und Weißabgleich können für neue Bearbeitungen eine chromatische Adaption automatisch ausführen. Dazu in den (Ansel-Voreinstellungen > Bearbeitung > automatische Einstellungen für chromatische Adaption) “modern” einstellen. Falls ein Weißabgleich nur mit dem Modul Weißabgleich bevorzugt wird, ist auch eine Option “veraltet” vorhanden. Keine der Optionen schließt später den Gebrauch anderer Module (wie Farbbalance RGB zur kreativen Farbanpassung in der Pixelpipe aus.

Standardmäßig führt Farbkalibrierung die chromatische Adaption aus durch:

• reading the RAW file’s Exif data to fetch the scene white balance set by the camera,
• adjusting this setting using the camera reference white balance from the white balance module,
• further adjusting this setting with the input color profile in use (standard matrix only).

Zur Vereinheitlichung nehmen die Voreinstellungen des Moduls Farbkalibrierung immer an, dass im Modul Eingabefarbprofil die Standard-Farb-Matrix gesetzt ist, d.h. andere Einstellungen in diesem Modul werden ignoriert. Doch Voreinstellungen von Farbkalibrierung können jede automatisch angewendete Einstellung im Modul Weißabgleich lesen.

It is also worth noting that, unlike the white balance module, color calibration can be used with masks. This means that you can selectively correct different parts of the image to account for differing light sources.

To achieve this, create an instance of the color calibration module to perform global adjustments using a mask to exclude those parts of the image that you wish to handle differently. Then create a second instance of the module reusing the mask from the first instance (inverted) using a raster mask.

Arbeitsablauf im Register CAT

Der Leuchtmittel- und Farbraum-Standard für die chromatische Adaption wird mit den Exif-Metadaten der RAW-Datei eingestellt. Im Register CAT gibt es vier Möglichkeiten, diese Parameter manuell zu setzen:

• Use the color picker (to the right of the color patch) to select a neutral color from the image or, if one is unavailable, select the entire image. In this case, the algorithm finds the average color within the chosen area and sets that color as the illuminant. This method relies on the “gray-world” assumption, which predicts that the average color of a natural scene will be neutral. This method will not work for artificial scenes, for example those with painted surfaces.

• Select “(AI) detect from edges”, which uses a machine-learning technique to detect the illuminant using the entire image. This algorithm finds the average gradient color over the edges in the image and sets that color as the illuminant. This method relies on the “gray-edge” assumption, which may fail if large chromatic aberrations are present. As with any edge-detection method, it is sensitive to noise and poorly suited to high-ISO images, but it is very well suited for artificial scenes where no neutral colors are available.

• Select “(AI) detect from surfaces”, which combines the two previous methods, also using the entire image. This algorithm finds the average color within the image, giving greater weight to areas where sharp details are found and colors are strongly correlated. This makes it more immune to noise than the edge variant and more immune to legitimate non-neutral surfaces than the naïve average, but sharp colored textures (like green grass) are likely to make it fail.

• Select “as shot in camera” to restore the camera defaults and re-read the RAW Exif.

Das Farbmuster zeigt die Farbe des berechneten Leuchtkörpers in den Farbraum sRGB projiziert. Das Ziel des chromatischen Adaption-Algorithmus ist es, diese Farbmuster in reinweiß zu bringen, was aber nicht automatisch bedeutet, das Bild hin zur wahrgenommenen Gegenfarbe zu bewegen. Wenn der Farbkörper richtig gesetzt ist, wird das Bild den gleichen Farbton ergeben, wie er im Muster dargestellt ist.

Links neben dem Farbmuster ist die Annäherung der CCT (correlated color temperature). Das ist die nächste Temperatur in Kelvin, zum Leuchtkörper im Gebrauch. In den meisten Arten von Bearbeitungssoftware ist es normal den Weißabgleich mit einer Kombination von Farb-Temperatur und Farbton. Aber, wenn der Leuchtkörper weit vom Tageslicht weg ist, wird der CCT ungenau und irrelevant, und die CIE (International Commission on Illumination) rät von dieser Wahl bei solchen Bedingungen ab. Die CCT Angabe informiert dich über die nächstbeste Übereinstimmung, die gefunden wurde:

• When the CCT is followed by “(daylight)”, this means that the current illuminant is close to an ideal daylight spectrum ± 0.5 %, and the CCT figure is therefore meaningful. In this case, you are advised to use the “D (daylight)” illuminant.
• When the CCT is followed by “(black body)”, this means that the current illuminant is close to an ideal black body (Planckian) spectrum ± 0.5 %, and the CCT figure is therfore meaningful. In this case, you are advised to use the “Planckian (black body)” illuminant.
• When the CCT is followed by “(invalid)”, this means that the CCT figure is meaningless and wrong, because we are too far from either a daylight or a black body light spectrum. In this case, you are advised to use the custom illuminant. The chromatic adaptation will still perform as expected (see the note below), so the “(invalid)” tag only means that the current illuminant color is not accurately tied to the displayed CCT. This tag is nothing to be concerned about – it is merely there to tell you to stay away from the daylight and planckian illuminants because they will not behave as you might expect.

Wenn einer der oben beschriebenen Methoden zur Leuchtkkörper-Findung angewendet wird, checkt das Modul wo der berechnete Leuchtkörper sich befindet mit zwei idealen Spektren (Tageslicht und Schwarzkörper) und wählt das akkurateste Model in den Leuchtkörper Parametern aus. Die Anzeige wird dann wechseln zu:

• A temperature slider will be provided if the detected illuminant is close to a D (daylight) or Planckian (black body) spectrum, for which the CCT is meaningful.
• Hue and chroma sliders in CIE 1976 Luv space are offered for the custom illuminant, which allows direct selection of the illuminant color in a perceptual framework without any intermediate assumption.

Hinweis: Intern wird der Leuchtkörper in den absoluten chromatischen Koordinaten im CIE xyY Farbraum dargestellt. Die Optionen zur Leuchtkörper-Auswahl im Modul sind nur Schnittstellen, um diese Chromazität mit realen Zusammenhängen aufzusetzen und sollen den Prozess sehr viel schneller machen. Für den Algorithmus spielt es keine Rolle, ob der CCT Wert den Tag “unbrauchbar” hat – es bedeutet nur, dass das Verhältnis zwischen CCT und den zugehörigen xyY Koordinaten physikalisch nicht genau sind. Trotzdem, die Farbmuster für den Leuchtkörper, wie im Feld dargestellt, wird immer vom Algorithmus berücksichtigt.

Beim Umschalten von einem Leuchtkörper zum anderen versucht das Modul die vorgängigen Einstellungen für den neuen Leuchtkörper so genau wie möglich zu übersetzen. Beim Umschalten von irgendeinem Leuchtkörper zu nach Maß behält deine Einstellungen vollständig, weil der Leuchtkörper nach Maß ein gewöhnlicher Fall ist. Umschalten zwischen anderen Modi, oder von nach Maß zu einem anderen Modus, wird die Einstellungen wegen Rundungs-Fehlern nicht genau übernehmen.

Andere fix-kodierte Leuchtkörper sind vorhanden (siehe unten). Deren Werte stammen aus CIE Leuchtkörper Standards und sind absolut. Du kannst diese direkt brauchen, wenn du genau weißt, welcher Leuchtkörper für die Beleuchtung der Szene verwendet wurde und falls du darauf vertraust, dass das Input-Profil und der Referenz (D65) deiner Kamera genau ist. (Sonst, siehe Vorbehalt unten).

CAT Register Einstellungen

Anpassung

Die Farbräume, in welchen das Modul die chromatische Adaption und die Kanalmischung erarbeitet. Die folgenden Optionen sind vorgesehen:

• Linear Bradford (1985): Das ist genau für Leuchtkörper nahe Tageslicht und kompatibel zum Standard ICC v4, aber er produziert Farben, die für schwierigere Leuchtkörper Farben außerhalb des Gamut ergibt.

• CAT16 (2016): Das ist die Standard-Option und ist robuster im Vermeiden von imaginären Farben, es arbeitet mit einem breiten Gamut oder gesättigtem cyan und violett. Es ist meistens genauer als der Bradford CAT.

• Nicht-linear Bradford (1985): Dieser kann manchmal bessere Resultate liefern als die lineare Version, ist aber weniger zuverlässig.

• XYZ: Das ist die am wenigsten genaue Methode und wird generell nicht empfohlen, außer zum Testen und zur Fehlersuche.

• keine (deaktiviert): Deaktiviere jegliche Adaption und brauche die Pipeline RGB Farbraum.

Leuchtkörper

Der Typ des Leuchtkörpers, welcher die Szene beleuchtet hat. Wähle aus den folgenden:

• Wie Pipeline (D50): Mache keine chromatische Adaption in dieser Modul-Instanz, sondern mache nur Kanal-Mixen, mit dem ausgewählten Farbraum Adaptation .

• CIE Standard Leuchtkörper: Wähle einen der CIE Standard Leuchtkörper (Tageslicht, Kunstlicht, Leuchtstofflampe, Energie-Äquivalents oder Schwarzkörper), oder einen nicht-Standard “LED Licht” Leuchtkörper. Diese Werte sind voreingestellt – solange dein Kamerasensor richtig geeicht ist, du kannst diese so brauchen wie sie sind. Für Leuchtkörper, die nahe an einem Planckian locus, ist eine zusätzliche “Temperatur” Einstellung ist vorgesehen (siehe unten).

• nach Maß : Wenn es einen neutralen grauen Bildteil gibt, kann die Farbe des Leuchtkörpers mit einer Farb-Pipette bestimmt werden, oder er kann manuell spezifiziert werden mit den Farbton- und Sättigungs-Schiebern (im LCh Wahrnehmungs-Farbraum). Das Farbmuster neben der Farb-Pipette zeigt die Farbe des berechneten Leuchtkörpers aus der CAT Kompensation. Die Farb-Pipette kann auch dafür gebraucht werden, um die Fläche für die AI Erkennung (unten).

• (AI) erkenne aus der Bildoberfläche: Dieser Algorithmus erhält die durchschnittliche Farbe aus Farb-Patches, die eine hohe Übereinstimmung zwischen den Chroma Kanälen im YUV Raum und eine hohe Zwischen-Kanal Varianz. IMit anderen Worten, es sucht Teile des Bildes, die aussehen als wären sie grau, und sortiert Teile des Bildes aus, die definitiv nicht grau sind. Es sortiert auch Chroma-Rauschen und chromatische Aberrationen.

• (AI) erkenne aus den Bildkanten: Anders als der Auto-Weißabgleich des Moduls Weißabgleich, das auf der Voraussetzung der “grauen Welt”, entdeckt diese Methode automatisch einen geeigneten Leuchtkörper mittel der Voraussetzung der “grauen Kanten” durch Berechnung der Minkowski p-norm (p = 8) von der Laplacian und versucht diese zu minimieren. Das heißt, es setzt voraus, dass die Kanten den gleichen Gradienten über alle Kanäle hat (Graue Kanten). Es ist empfindlicher als die vorgängig beschriebenen auf Oberfläche basierenden Findungs-Methoden.

• wie mit der Kamera aufgenommen: Berechne den Leuchtkörper aus der Einstellung des Weißabgleichs der Kamera.

Temperatur

Stelle die Temperatur des Leuchtkörpers ein. Bewege den Regler nach rechts, um einen mehr blauen Leuchtkörper, der das Bild mit Weißabgleich wärmer/mehr rot erscheinen lässt. Schiebe den Regler nach links, um eine mehr rote Lichtquelle zu simulieren, was das Bild nach der Kompensation kühler/blauer erscheinen lässt.

Diese Einstellung gibt es nur für Leuchtkörper, die nahe bei dem Planckschen Locus liegen und er gibt eine feine Einstellmöglichkeit entlang diesem Locus. Für andere Leuchtkörper macht das Konzept der “Farbtemperatur”, so ist da auch kein Temperatur-Regler vorhanden.

Farbton

Für selbstbestimmten Weißabgleich, setze den Farbton der Leuchtkörper-Farbe in LCh Farbraum (abgewandelt vom CIE Luv Raum).

Chroma

Für selbstbestimmten Weißabgleich, setze den Chroma (oder Sättigung) der Leuchtkörper-Farbe in LCh Farbraum (abgewandelt vom CIE Luv Raum).

Gamutkompression

die meisten Kamerasensoren sind leicht empfindlich für unsichtbares UV Wellenlängen, welche im Blau-Kanal gespeichert werden und “imaginäre” Farben erzeugen. Einmal korrigiert mit dem Input Farb-Profil, sind diese Farben außerhalb des Gamut ((können also nicht mit irgendeiner Farbe als RGB Kombination mit positiven Werten im Farbraum dargestellt werden) und produzieren sichtbare Artefakte. Die chromatische Adaption wird also auch andere sichtbare Farben aus dem Gamut befördern und solche, die schon da sind noch weiter raus aus dem Gamut. Gamutkompression benutzt eine wahrnehmende, nicht zerstörende Methode und versucht das Chroma zu komprimieren ohne die Helligkeit und die Farbtöne zu verändern, um das ganze Bild in den Gamut zu befördern innerhalb der Pipeline des Farbraumes. Ein Beispiel, wo diese Eigenschaften sehr nützlich sind, ist eine Szene mit LED Lichtern, die oft sehr problematisch sind und in hässlichem Gamut-Beschnitt im fertigen Bild resultieren.

Beschneide negative RGB vom Gamut

Entferne jegliche negativen RGB-Werte (setze diese auf null). Das hilft mit schwierigen Schwarz-Werten, sowie mit den Themen des Beschneidens des Blau-Kanals, das im Zusammenhang mit LED Lichtern auftritt. Diese Option wirkt zerstörerisch für Farben (es kann den Farbton ändern), aber es sichert auf jeden Fall eine gültige RGB-Ausgabe. Es sollte nie ausgeschaltet werden, ohne wenn du manuell das Gamut-Mapping durchführst und du weißt, was du machst. In so einem Fall nutze die Schwarz-Wert-Korrektur im Modul Belichtung, um von irgendwelchen negativen RGB loszukommen (RGB bedeutet Licht, das Energie ist und immer eine positive Menge haben sollte), dann erhöhe die Gamut-Kompression bis keine soliden schwarze Flecken mehr im Bild verbleiben. Korrektes Entrauschen kann beim Entfernen von falschen RGB-Werten auch helfen. Beachte, dass auch dies immer noch ungenügend sein kann, um gewisse tiefe und leuchtende Schatten von Blau zu erhalten.

Beachte 1: Es wurde berichtet, dass gewisse OpenCL-Treiber nicht richtig mit negativen RGB-Werten in der Pixel-Pipeline funktionieren, da viele Pixel-Operatoren Logarithmen und Exponentialfunktionen nutzen , die nicht für negative Zahlen definiert sind (z.B. Filmic RGB, Farbbalance, alle Farbraumtransformationen zwischen CIE Lab und CIE XYZ) . Obwohl Eingaben in sensitiven Operationen vorab bereinigt werden, reicht dies nicht für einige OpenCL-Treiber, die dann isolierte NaN-Werte (NaN für “not a number”) ausgeben. Diese NaN-Werte können durch lokale Filter anschließend verteilt werden (Weichzeichnungs- und Schärfungsoperationen, wie in Schärfen, Lokaler Kontrast_, Kontrast-Equalizer, Tiefpass_, Hochpass, Flächenweichzeichner und die Spitzlichtrekonstruktion in Filmic RGB) und große schwarze, graue oder weiße Quadraten ergeben.

In allen diesen Fällen musst du die Option “beschneide negative Gamut” im Modul Farbkalibrierung aktivieren.

Beachte 2: Ein normaler Fall für Fehler des Farb-Algorithmus in Farbkalibrierung (speziell die Gamut Kompression) sind Pixel, die eine Luminanz von 0 haben (Y Kanal des CIE 1931 XYZ Raumes), aber nicht-null Chromazität-Werte (X und Z Kanäle des CIE 1931 XYZ Raumes). Dieser Fall ist eine numerische Sonderheit, die keine physikalische realität hat (ein Pixel, das keine Luminanz hat, sollte auch keine Chromazität haben), es wird eine Division mit null in den Farbräumen xyY und Yuv erzeugen und NaN RGB-Werte als Resultat erzeugen. Diese Angelegenheit wird innerhalb Farbkalibrierung nicht korrigiert, weil sie das Resultat einer schlechten Eingangs-Profilierung und/oder eines schlechten Schwarzwertes, und es muss manuell angegangen werden, entweder durch Einstellen des Eingangs-Farbprofils mit dem Kanalmixer oder im Modul Belichtung in der Schwarzwert-Korrektur.

Kanal mixen

Der Rest dieses Moduls ist ein normaler Kanalmixer, der es dir erlaubt die Ausgabe von R,G,B, Farbfülle, Helligkeit und Grau des Moduls anzupassen basierend auf den relativen Stärken der R, G, und B Eingabekanälen.

Kanal mixen wird durchgeführt im Farbraum mit der Einstellung Anpassung im Register CAT. Für alle praktischen Absichten, sind diese CAT Räume besondere RGB Räume gebunden an menschliche Physiologie und proportional zur Licht-Emission der Szene, aber sie können immer noch wie in jedem anderen RGB Raum sein. Irgendeinen der CAT Räume zu nutzen kann den Prozess des Kanal-mixens leichter machen, wegen deren Verbindung zur menschlichen Physiologie, aber es ist auch möglich Kanäle im RGB Raum der Pipeline zu mixen mit Setzen der Adaption zu “keine(Bypass)”. Um Kanal Mixen in einem der Adaptions Farbräume ohne chromatische Adaption zu erreichen, setze den Leuchtkörper auf “gleich wie Pipeline (D50)”.

Beachte: Die aktuellen Farben der CAT oder RGB Ursprünge, die für das Kanal-Mixen gebraucht werden und für den sRGB Ausgabe Raum bestimmt sind, werden im Hintergrund der RGB Regler gezeigt, sodass du ein Gefühl der Farbänderung, die aus den geänderten Einstellungen resultieren, erhältst.

Kanalüberblendung ist ein Prozess, der einen Verstärkungs- bzw. Dämpfungsfaktor für jeden Kanal als Verhältnis aller ursprünglichen Kanäle definiert. Anstatt einer einheitlichen Korrektur über alle Kanäle, die den Ausgabewert eines Kanals mit seinem Eingabewert verknüpft (bespielsweise R_Ausgabe = R_Eingabe × Korrektur), ist die Korrektur jedes Kanals abhängig von der Eingabe aller Kanäle für jedes Pixels (bespielsweise R_Ausgabe = R_Eingabe × R_Korrektur + G_Eingabe × G_Korrektur + B_Eingabe × B_Korrektur). So können die Kanäle eines Pixels sich gegenseitig beeinflussen (auch als “Übersprechen” bekannt), was einer 3D-Rotation der Primärfarben im Farbraum entspricht. Der Effekt ist eine digitale Simulation von physischen Farbfiltern.

Obwohl das Primärfarben im 3D Raum drehen gleichbedeutend ist wie eine generelle Farbton-Rotation, ist die Verbindung der RGB Korrekturen und die resultierende wahrgenommene Farbton Rotation nicht direkt vorauszusagen, was den Prozess nicht-intuitiv machen. “R”, “G” und “B” sollten als Mischung von drei Lichtern angesehen werden, die wir herauf und herunter wählen und nicht als Satz von Farbtönen. Auch, weil der RGB Tristimulus die Helligkeit und Chrominance nicht entkoppelt, es ist aber ein additives Lichtsetup, der “G” Kanal wird mehr an die menschliche Helligkeitswahrnehmung angeglichen jene der “R” und “B” Kanäle. Alle Pixel haben einen nicht-null G Kanal, was bedeutet, dass jede Korrektur des G-Kanales alle Pixel betreffen wird.

Der Kanal Mixen Prozess ist deshalb an eine physikalische Interpretation des RGB Tristimulus gebunden, (wie additives Licht), was es gut geeignet macht für primäre Farbbestimmung und Leuchtkörperkorrektur, und es mischt die Farben weich. Jedoch es versuchen zu verstehen und vorauszusagen aus einer Wahrnehmung (Beleuchtung, Farbton und Sättigung) wird nicht gehen und wird dich entmutigen.

Beachte: Die “R”, “G” und “B” Labels an den Kanälen der Farbräume in diesem Modul sind letztlich Konventionen durch Gewohnheiten geformt. Diese Kanäle sehen letztlich nicht “Rot”, “Grün” und “Blau”, und Nutzer sind gut beraten zu versuchen aus deren Namen Sinn zu machen. Das ist ein generelles Prinzip und trifft auf jeden RGB in jeder Anwendung zu.

R, G, und B Register

In seinem grundlegendsten Niveau, kannst du von R, G, und B Register des Moduls Farbkalibrierung als ein Typ einer Matrix Multiplikation zwischen einer 3x3 Matrix und den Input-Werten [R G B]. Das ist in Wahrheit das was ein matrix- basiertes Farbprofil macht, außer der Nutzer könne die Matrix Koeffizienten via Ansel GUI eingeben anstelle der Koeffizienten eines ICC Profils zu lesen.

1┌ R_out ┐  ┌ Rr Rg Rb ┐  ┌ R_in ┐
2│ G_out │  =  │ Gr Gg Gb │  X  │ G_in │
3└ B_out ┘  └ Br Bg Bb ┘  └ B_in ┘

Falls dir z.B. vorgegeben wurde mit einer Matrix von einem Farbraum zum Anderen zu transformieren, kannst du die Matrix-Koeffizienten in den Kanal Mixer wie folgt eingeben:

• select the R tab and then set the Rr, Rg & Rb values using the R, G and B input sliders
• select the G tab and then set the Gr, Gg & Gb values using the R, G and B input sliders
• select the B tab and then set the Br, Bg & Bb values using the R, G and B input sliders

Im Normalfall kopiert die Funktion Mixen Farbkalibrierung die Input-Kanäle [R G B] direkt an die zugehörigen Output-Kanäle. Das ist gleichbedeutend zu multiplizieren durch die Identitäts-Matrix:

1┌ R_out ┐  ┌ 1  0  0 ┐  ┌ R_in ┐
2│ G_out │  =  │ 0  1  0 │  X  │ G_in │
3└ B_out ┘  └ 0  0  1 ┘  └ B_in ┘

Um ein intuitiveres Verständnis für das Verhalten der Mischregler in den Registern R, G und B zu erhalten, beachte folgendes:

• for the R destination channel, adjusting sliders to the right will make the R, G or B areas of the image more “red”. Moving the slider to the left will make those areas more “cyan”.
• for the G destination channel, adjusting sliders to the right will make the R, G or B areas of the image more “green”. Moving the slider to the left will make those areas more “magenta”.
• for the B destination channel, adjusting sliders to the right will make the R, G or B areas of the image more “blue”. Moving the slider to the left will make those areas more “yellow”.

R,G und B Register Einstellungen

Die folgenden Einstellungen werden für jedes Register R, G und Blau angezeigt:

Input R/G/B

Bestimme, wie viel Einfluss die Eingabekanäle R, G und B auf den Ausgabekanal der gewählten Register bekommen sollen.

Normalisiere Kanäle

Wähle diese Checkbox an um die Koeffizienten zu normalisieren um zu versuchen die allgemeine Helligkeit dieses Kanals zu bewahren im Vergleich zum Output-Bild.

Helligkeit und Farbigkeit Register

Die Helligkeit und Farbigkeit (Farbsättigung) der Pixel eines Bildes können auch mit den Eingabekanälen R, G und B angepasst werden. Dies nutzt den gleichen Algorithmus, den das Modul Filmic RGB für das Tonemaping (schützt RGB-Anteile) und für die Sättigung der Mitten (“massiert” diese) verwendet.

Sättigungs-Algorithmus

Diese Einstellung erlaubt es dir, die Sättigung auf die neue 2021 Version aufzurüsten, für Bearbeitungen vor darktable 3.6 – für Bearbeitungen, die schon die neuste Version verwenden, steht diese Option nicht zur Verfügung.

Register Farbigkeit Einstellungen

Input R/G/B

Passe die Farbsättigung der Pixel basierend auf den Kanälen R, G und B dieser Pixel an. Zum Beispiel wird die Einstellung des Reglers Input R die Farbsättigung von Pixeln mit viel “R” stärker beeinflussen als von Pixeln mit nur geringem “R”.

Kanäle normieren

Markiere das Kästchen, um die Sättigung zwischen Eingabe- und Ausgabebildern insgesamt konstant zu halten.

Einstellungen Register Helligkeit

Input R/G/B

Passe die Helligkeit bestimmter Farben im Bild basieren auf den Kanälen R, G und B dieser Farben an. Zum Beispiel wird die Einstellung des Reglers Input R die Helligkeit von Farben mit viel R-Kanal stärker beeinflussen als von Farben mit nur geringem R-Kanal. Wird ein Pixel abgedunkelt oder aufgehellt, wird das Verhältnis der R-, G- und B-Kanäle in diesem Pixel beibehalten, um den Farbton zu erhalten.

Normalisiere Kanäle

Wähle diese Checkbox an um zu versuchen, die allgemeine Helligkeit zwischen Input- und Output-Bild konstant zu halten.

Register Grau

Eine andere sehr nützliche Anwendung der Farbkalibrierung ist die Mischung der Kanäle, um eine Graustufenausgabe zu erzeugen, d.h. ein monochromes Bild. Wähle das Register Grau und kontrolliere mit den Reglern R, G und B den Anteil, den jeder Kanal zur Helligkeit in der Ausgabe beiträgt. Das ist gleichbedeutend zur folgenden Matrix-Multiplikation:

1GRAY_out  =   [ r  g  b ]  X  ┌ R_in ┐
2  │ G_in │
3  └ B_in ┘

Wenn mit Hauttönen gearbeitet wird, dann wird das relative Gewicht der drei Kanäle den Anteil der Details im Bild beeinflussen. Falls mehr Gewicht auf R gesetzt wird (z.B. [0.9, 0.3, -0.3]), ergibt es weiche Hauttöne, daneben wird mehr Gewicht auf G gesetzt wird (z.B. [0.4, 0.75, -0.15]), ergibt das mehr Detail. In beiden Fällen wird der B Kanal reduziert, um ungewollte Hauttexturen hervorzuheben.

Grau Register Einstellungen

Eingabe R/G/B

Wähle, wie viel jeder der R, G und B Kanäle zur Ausgabe des Grau-Kanals beiträgt. Das Bild wird nur zu Monochrom konvertiert, wenn die drei Schieber zusammen auf einen Null-Wert addieren. Hinzufügen von mehr B wird dazu neigen, mehr Details anzuzeigen und mehr R hinzufügen ergibt weiche Gesichtstöne.

Normalisiere Kanäle

Wähle diese Checkbox an um zu versuchen, die allgemeine Helligkeit beim Einstellen konstant zu halten.

Punkt Farbeinstellung

The spot mapping feature is designed to help with batch-editing a series of images in an efficient way. In this scenario, you typically develop a single reference image for the whole batch and then copy&paste the development stack to all of the other images in the batch.

Unglücklicherweise kann die Farbe des Lichtes zwischen den Ausfnahmen wechseln, sogar innerhalb der gleichen Serie unter den gleichen Bedingungen. Das ist z.B. möglich, wenn eine Wolke bei natürlichem Licht vorbeizieht, oder es mag ein unterschiedliches Verhältnis des Hauptlichtes zu zurückgestrahltem Licht sein. So wird jedes Bild immer noch eine Feineinstellung benötigen, wenn du einen perfekt gleichmässigen Look über die gesamte Serie willst und das kann zeitraubend und frustrierend sein.

Die Punktfarbbestimmung erlaubt es dir Zielwerte der Chromazität (Farbton und Chroma) für eine bestimmten Ausschnitt des Bildes zu definieren (der Kontroll-Muster), welches du dann gegen die Ziel-Chromazität von andren Bildern anpasst. Das Kontroll-Muster kann entweder ein besonders kritischer Teil des Bildes sein, der konstante Farben haben soll oder ein unbewegliches und einheitlich belichtete Fläche deiner Bildserien.

Der Mapping Prozess besteht aus zwei Schritten.

Schritt 1: setze das Ziel

Es gibt 2 Einstellarten für die Ziel-Chromatizität des Kontrollmusters:

1. if you know or expect an arbitrary color for the control sample (for example, a gray card, a color chart, a product or a logo of a specified color), you can set its L, h and c values directly, in Lch derived from CIE Lab 1976 space,
2. if you simply want to match the development of your reference image, set the spot mode to measure, then enable the color picker (to the right of the color patch) and draw a rectangle over your control sample. The input column will then be updated with the L, h, c values of the control sample before the color correction, and the target column will show the resulting L, h, c values of the control sample after the current calibration setting is applied.

Wenn du die Werte von L,h,c zurücksetzst, dann ist der Standardwert eine neutrale Farbe mit 50% Helligkeit (mittleres Grau) – das sehr nützlich sein, um den sehr schnell mittleren Weissabgleich jedes Bildes zu setzen. Falls du das Kontroll-Muster an mittleres Grau angleichen willst, dann musst du nur den Chroma Schieberegler zurücksetzen, weil die Helligkeit und Farbeinstellungen keinen Einfluss auf die Chromazität von neutralen Grautönen hat.

Beachte, dass der Zielwert nicht zurückgesetzt wird, wenn du das Modul zurücksetzest, aber es wird unendlich in der Konfiguration von Ansel gespeichert und es wird nach Einschalten wie auch für das nächste Bild vorhanden bleiben.

Die Option berücksichitigen des Kanalmixers lässt dich wählen, wo eine Probenahme für das Ziel genommen werden soll. Falls das ausgeschaltet ist, dann wir die Zielfarbe unmittelbar nach dem Schritt CAT (Chromatic Adaptation Transform), der vor jedem Kanalmixen stattfindet. Das bedeutet, dass falls du ein kalibriertes Profil im Kanalmixer hast, dass dieses Profil verworfen wird. Falls eingeschaltet, dann wird die Zielfarbe nach dem CAT gemessen mit den Kanalmixxer-Schritten, inklusive etwaige kalibrierte Profile. Das ist die empfohlene Option für die meisten Fälle.

Beachte: Fall du deine Zielvorgabe von einem grauen Teil definierst, dann musst du wissen, dass das graue Teil bei Farb-Checkern nie komplett neutral ist. Zum Beispiel hat der Datacolor Spyder ein leicht warmes Grau (Farbton=20°, Chroma=1.2), während X-Rite vor 2014 eine kälteres aber neutraleres Grau hat (Farbton = 240°, Chroma = 0.3) und X-Rite nach-2014 ist fast perfekt neutral (Farbton = 133°, Chroma = 0.2). Generell ist es nicht zu empfehlen das Kontroll-Muster gegen eine perfekt neutrales Ziel abzugleichen, und es ist sogar falsch das zu tun beim Gebrauch von Graukarten oder Farb-Checkern als Kontroll-Muster.

Schritt 2: Passe an das Ziel an

Wenn du ein neues Bild öffnest, wird der Punkt-Modus automatisch auf Korrektur gesetzt. Wenn du die zur Farbprobe gehörende Farb-Pipette nutzest, dann kannst du in einem neuen Bild direkt dein Kontroll_Muster wählen. Die korrekte Leuchtmittel-Einstellung für das Kontroll-Muster, um die gespeicherte Ziel-Chromazität wird automatisch berechnet, und die Einstellung wird in der gleichen Operation automatisch aufdatiert.

Die Option Berücksichtige den Kanalmixer muss gleich eingestellt werden, wie durchgeführt bei der Messung des Zieles, um einheitliche Resultate zu erzielen. Beachte, dass die Zielanpassung nur die Leuchtkörper-Einstellungen für die Chromatische Adaptions Transform definiert – es ändert die Einstellungen des Kanalmixers nicht, da die Kalibrierung im Werkzeug Farbtester durchgeführt wird. Die Einstellungen des Kanalmixers können für die Berechnung der Leuchtkörper-Einstellungen gebraucht oder verworfen werden, basierend auf dieser Option.

Diese Operation kann so oft wiederholt werden, wie du Bilder in deiner Serie hast, ohne zusätzliche Arbeit.

Beachte: Die perfekte Anpassung deines Kontroll-Musters im Vergleich zur Ziel-Chromazität kann eventuell immer noch nicht ähnlich wahrgenommene Resultate liefern, selbst wenn die Zahlen genau die gleichen sind. Das Verhältnis von Beleuchtung zwischen dem Kontroll-Muster und seiner Umgebung, wie auch der Farb-Kontrast im Bild, wird die Wahrnehmung der Farben in einer Art ändern, die schwierig zu modellieren ist. Um eine Ahnung dieses Problems zu bekommen siehe gray strawberries illusion .

Erzeuge Einstellungen mit der Farb-Pipette

Da der Kanal Mixer eine RGB-Matrix ist (ähnlich zum Input Farb-Profil in RAW Bildern), kann es gebraucht werden, um die Farbgenauigkeit des Input-Farbprofils zu verbessern, durch Zusammenstellen von ad-hoc Farbkalibrierungs-Einstellungen.

Diese zusammengestellten Einstellungen zielen darauf ab, den Farbunterschied zwischen Szenen Referenz und Kameraaufzeichnung für eine gegebene Situation zu minimieren. Das entspricht auch der Kreation eines ICC-Farbprofiles, aber da, ist das Profil stattdessen im Modul gespeichert und kann als Vorlage oder Stil gespeichert werden, um es zu teilen oder für andere Bilder einzusetzen. Solche Profile können das Input Profil ergänzen und verfeinern, sollen es aber nicht ersetzen.

Diese Funktion kann unterstützt werden durch:

• handling difficult illuminants, such as low CRI  light bulbs, for which a mere white balancing will never suffice,
• digitizing artworks or commercial products where an accurate rendition of the original colors is required,
• neutralizing a number of different cameras to the same ground-truth, in multi-camera photo sessions, in order to obtain a consistent base look and share the color editing settings with a consistent final look,
• obtaining a sane color pipeline from the start, nailing white balance and removing any bounced-light color cast at once, with minimal effort and time.

Unterstützte Farb-Pipetten Sammlungen

Nutzer können im Moment keine vorgegebenen Sammlungen nutzen, es gibt aber wenige überprüfte Farb-Pipetten-Sammlungen (von renommierten Herstellern), die unterstützt werden:

• X-Rite / Gretag MacBeth Color Checker 24 (pre- and post-2014),
• Datacolor SpyderCheckr 24 (pre- and post-2018),
• Datacolor SpyderCheckr 48 (pre- and post-2018).

Nutzer sollten nicht billige, off-brand, Farbsammlungen nutzen, da bei solchen Preisen die Konstanz zwischen Chargen nicht gewährleistet werden kann. Ungenaue Farb-Pipetten werden nur das Ziel der Farbkalibrierung zerstören und das Ergebnis schlechter machen.

IT7 und IT8 Karten werden nicht unterstützt, weil sie kaum dargestellt werden können und für den praktischen Gebrauch für ad hoc Profile ungeeignet sind. Diese Karten sind besser geeignet für das Schaffen von generischen Farbprofilen, vorausgesetzt, dass ein Standard-Leuchtkörper verwendet wird, zum Beispiel Argyll CMS .

Beachte: X-Rite hat die Formel für ihre Pigmente in 2014 und Datacolor in 2018 gewechselt, was die Farbe der Muster leicht geändert hat. Beide Formeln werden in Ansel unterstützt, aber du solltest vorsichtig zu versuchen, die Referenz zu korrigieren. Im Zweifel, versuche beide und wähle dasjenige aus, welches das geringste durchschnittliche Delta E nach der Kalibrierung erbringt.

Voraussetzungen

Um diese Funktion zu nutzen, ist eine Testaufnahme vor Ort unter geeigneten Lichtverhältnissen mit einer unterstützten Farbprüfkarte (Color Checker Chart) notwendig:

• frame the chart in the center 50% of the camera’s field, to ensure that the image is free of vignetting,
• ensure that the main light source is far enough from the chart to give an even lighting field over the surface of the chart,
• adjust the angle between the light, chart and lens to prevent reflections and gloss on the color patches,
• for the best quality profile you should capture an image with the appropriate brightness. To achieve this, take a few bracketed images (between -1 and +1 EV) of your color checker and load them into Ansel, ensuring that all modules between color calibration and output color profile are disabled. Choose the image where the white patch has a brightness L of 94-96% in CIE Lab space or a luminance Y of 83-88% in CIE XYZ space (use the global color picker). This step is not strictly necessary – alternatively you can take a single image and apply the exposure compensation as recommended in the profile report.

Wenn die Lichtverhältnisse nahe einer Normlichtart von D50 bis D65 gegeben sind (direktes natürliches Licht, kein indirektes Farblicht), ist die Color-Checker-Aufnahme zur Erstellung eines generisches Profil geeignet, das mit einer leichten Anpassungen des Weißabgleichs für jedes Tageslicht geeignet ist.

Eine Color-Checker-Aufnahme, die unter speziellen Lichtverhältnisse ohne Normlichtarten aufgenommen wurde, kann die nur für ein Ad-hoc-Profil für Bilder verwendet werden, die wieder unter diesen Lichtverhältnissen aufgenommen wurden.

Nutzung

Die Einstellungen, die in Farbkalibrierung verwendet werden, hängen vom gewählten CAT Raum ab und jegliche Farbanpassungen, die früher in der Pipeline definiert wurden in den Modulen Weißabgleich und Input Farbprofil. So werden die Resultate des Profilgebens (z.B. die RGB Kanal Mixen Koeffizienten) sind nur gültig für ein fixes Set von CAT-Raum, Weißabgleich und Input Farbprofil Einstellungen. Falls du wünschst einen generischen Stil zu kreieren, dann vergiss nicht die Einstellungen auch dieser Module.

Nutze den folgenden Prozess, um deine eigenen Preset/Profil zu erzeugen:

1. Enable the lens correction module to correct any vignetting that might mislead the calibration,
2. On the bottom of the color calibration module, click on the arrow near the calibrate with a color checker label, to show the controls,
3. Pick the correct model and manufacturer of your color checker from the chart drop-down,
4. In the image preview, an overlay of the chart’s patches will appear. Drag the corners of the chart so that they match the visual references (dots or crosses) around the target, to compensate for any perspective distortion,
5. Click the refresh button to compute the profile,
6. Check the Profile quality report. If it is “good”, you can click on the validation button. If not, try changing the optimization strategy and refresh the profile again.
7. Save the profile in a preset or style, or simply copy & paste the module settings to all of the pictures taken under the same lighting conditions, from within the lighttable view or filmstrip.

Hinweis: Du musst im Modul _Input-Farbprofil_nicht die Standardmatrix für eine Kalibrierung nutzen, aber sei dir bewusst, dass der “wie mit der Kamera” Standard Weißabgleich mit anderen Profilen nicht gut arbeitet und dass du immer das gleiche Input-Profil benötigst, wenn du solche Kalibrierungs-Einstellungen wiederverwendest.

Verstehen des Profilreports

Der Profilreport hilft dir die Qualität der Kalibrierung zu prüfen. Die Einstellungen sind nur eine “best fit” Optimierung und werden nie 100 % genau sein für das ganze Farbspektrum. Deswegen müssen wir feststellen “wie ungenau” es ist, damit wir wissen, ob wir diesem Profil trauen können oder nicht.

Schlechte Profile gibt es und richten keinen Schaden an, wenn sie gut gebraucht werden.

Delta E und der Qualitäts-Report

Das CIE delta E 2000  (ΔE) wird als wahrgenommenes Maß des Fehlers zwischen der Referenzfarbe des Musters und der Farbe nach jedem Schritt der Kalibrierung:

• ΔE = 0 means that there is no error – the obtained color is exactly the reference color. Unfortunately, this will never happen in practice.
• ΔE = 2.3 is defined as the Just Noticeable Difference (JND).
• ΔE < 2.3 means that the average observer will not be able to tell the difference between the expected reference color and the obtained color. This is a satisfactory result.
• ΔE > 2.3 means that the color difference between the expected reference and the obtained color is noticeable for the average observer. This is unsatisfactory but sometimes unavoidable.

Der Qualitäts-Report sucht das durchschnittliche und maximale ΔE des Moduls, (bevor irgendwas gemacht wurde), nach dem Schritt der chromatischen Adaption (nur Weißabgleich), und des Outputs des Moduls (Weißabgleich und Kanalmixen). Nach jedem Schritt sollte das ΔE kleiner sein als beim vorangegangenen Schritt, sofern alles so geht wie geplant.

Profil Daten

Die Daten des Profilierungs-Prozesses enthalten die RGB 3×3 Matrix und den entdeckten Leuchtkörper. Diese sind zu sehen im CAT Adaption Raum, der im CAT Register spezifiziert ist und können, falls du das willst auch an andere Software exportiert werden. Falls der entdeckte Leuchtkörper Tageslicht oder Schwarzkörper ist, sollte die Matrix gut generisch ist und erneut brauchbar für andere Tageslicht und Schwarzkörper Leuchtkörper, vielleicht mit leichten Anpassungen des Weissabgleichs, sein.

Normalisierungs-Werte

Das sind die Einstellungen, die du definieren solltest, wie sie sind, für die Belichtung und Schwarzwert Korrekturen Parameter im Modul Belichtung, um den kleinstmöglichen Fehler in deinem Profil zu haben. Dieser Schritt ist optional und nur erforderlich, wenn beste Präzision gefordert wird, aber wisse, dass es negative RGB Werte produzieren kann und dann in mehreren Stellen in der Pipeline abgeschnitten wird.

Überlagerung

Die Überlagerung der Karte zeigt eine Scheibe im Zentrum jedes Farbmusters, welches den zu erwartenden Referenz-Wert des Musters in den RGB Farb-Raum zeigt. Das hilft dir die Unterschiede visuell zu prüfen zwischen Referenz und der aktuellen Farbe ohne sich um ΔE Werte zu kümmern. Dieser visuelle Hinweis wird aber nur zuverlässig sein, wenn du das Modul Belichtung, wie gezeigt in den Normalisierung-Werten des Profil-Reports.

Wenn das Profil einmal kalibriert ist, werden einige der rechteckige Muster im Hintergrund durchkreuzt sein mit einer oder zwei Diagonalen:

• patches that are not crossed have ΔE < 2.3 (JND), meaning they are accurate enough that the average observer will be unable to notice the deviation,
• patches crossed with one diagonal have 2.3 < ΔE < 4.6, meaning that they are mildly inaccurate,
• patches crossed with two diagonals have ΔE > 4.6 (2 × JND), meaning that they are highly inaccurate.

Dieses visuelle Feedback wird dir helfen den Optimierungsvorgang zum Prüfen welche Farben mehr oder weniger genau sind.

Das Profil verstärken

Weil ja jede Kalibrierung (die eine gewichtete Viereckmuster-Methode braucht) lediglich ein “best fit” Optimierung ist, wird es unmöglich sein alle Muster innerhalb der ΔE < 2.3 Toleranz zu haben und einige Kompromisse werden nötig sein.

Der Parameter optimiere für erlaubt es dir, eine Strategie zur Optimierung zu definieren, die anstrebt die Profilgenauigkeit in einigen Farben auf Kosten der anderen zu erhöhen. Dabei sind die folgenden Optionen vorhanden:

• none: Don’t use an explicit strategy but rely on the implicit stategy defined by the color checker manufacturer. For example, if the color checker has mostly low-saturation patches, the profile will be more accurate for less-saturated colors.
• neutral colors: Give priority to grays and less-saturated colors. This is useful for desperate cases involving cheap fluorescent and LED lightings, having low CRI. However, it may increase the error in highly-saturated colors more than not having any profile.
• saturated colors: Give priority to primary colors and highly-saturated colors. This is useful in product and commercial photography, to get brand colors right.
• skin and soil colors, foliage colors, sky and water colors: Give priority to the chosen hue range. This is useful if the subject of your pictures is clearly defined and has a typical color.
• average delta E: Attempt to make the color error uniform across the color range and minimize the average perceptual error. This is useful for generic profiles.
• maximum delta E: Attempt to minimize outliers and large errors, at the expense of the average error. This can be useful to get highly saturated blues back into line.

Was auch immer du tust, Strategien, die ein kleineres durchschnittliches ΔE favorisieren, haben ein höheres maximales ΔE und vice versa. Auch Blautöne sind immer die herausfordernden Farbbereiche um diese richtig zu bekommen, so dass die Kalibrierung meist den Schutz der blauen Farben favorisiert auf Kosten aller andern.

Die Bequemlichkeit eine saubere Kalibrierung zu erhalten hängt von der Qualität des Leuchtkörpers der Szene ab (Tageslicht und Hoch-CRI Leuchtkörper sollten immer bevorzugt werden), die Qualität des Eingabe Farbprofiles, der Schwarzpunkt-Kompensation, die im Modul Belichtung gesetzt werden, aber als allererstes und wichtigstes, die mathematischen Eigenschaften des Gitters des Filters des Kamera-Sensors.

Profile Prüfen

Es ist möglich den Button Farbraum Check zu nutzen (erster unten links im Modul) um eine einzelne ΔE Berechnung der Color-Checker Referenz im Vergleich zum Output des Moduls Farbkalibrierung. Dies kann wie folgt benutzt werden:

1. To check the accuracy of a profile calculated in particular conditions against a color checker shot in different conditions.
2. To evaluate the performance of any color correction performed earlier in the pipe, by setting the color calibration parameters to values that effectively disable it (CAT adaptation to none, everything else set to default), and just use the average ΔE as a performance metric.

Warnung

Die Fähigkeit Standard CIE Leuchtmittel zu nutzen und CCT-basierte Interfaces um das Leuchtmittel zu definieren hängt an klaren Normal-Werten der Standard-Matrix im Modul Input-Farbprofil und angemessenen RGB Koeffizienten im Modul Weißabgleich ab.

Einige Kameras, insbesondere jene von Olympus und Sony, haben unerwartete Weißabgleich Koeffizienten, die immer den gefundenen CCT ungültig machen, sogar für Tageslichtszenen Leuchtkörper. Dieser Fehler stammt am ehesten aus Fragen, mit der Standard Input-Matrix, die dem Adob DNG Converter entnommen ist.

Es ist möglich diesen Sachverhalt zu mildern, wenn du den Bildschirm mit einem D65 Leuchtmittel kalibrierst, mit dem folgenden Prozess:

1. Display a white surface on your screen, for example by opening a blank canvas in any photo editing software you like
2. Take a blurry (out of focus) picture of that surface with your camera, ensuring that you don’t have any “parasite” light in the frame, you have no clipping, and are using an aperture between f/5.6 and f/8,
3. Open the picture in Ansel and extract the white balance by using the spot tool in the white balance module on the center area of the image (non-central regions might be subject to chromatic aberrations). This will generate a set of 3 RGB coefficients.
4. Save a preset for the white balance module with these coefficients and auto-apply it to any color RAW image created by the same camera.